新媒体时代虚拟现实技术在主题性展览中的应用探究

◎司 屹

(贵州广播电视台，贵州 贵阳 550001)

引言

虚拟现实等技术为主题艺术展如何实现与艺术空间的空间互动，增加现场观众的视觉体验提供了许多重要的技术支持。这种虚拟环境的沉浸式体验不仅应该通过模拟人体设备的三维视觉和三维听觉来感知，还应该通过三维嗅觉和三维触觉感知，直接从多维度和全方位的角度来实现。当然，这意味着对与人相关的软件和硬件设备的性能提出了更高的要求。

一、虚拟现实技术概述

(一)虚拟现实技术定义

随着现代移动多媒体计算及其应用网络技术、图形技术的应用开发和多媒体社交网络技术发展等趋势的变化，日益得到迅速深化与迅速发展，计算机技术系统的集成开发及其应用推广工作正在逐步迅速展开，进入一个又一个更为丰富崭新、复杂多样的全新技术阶段。虚拟现实计算机技术是作为造福人类的一项现代最尖端和前沿新科技，融合和包含了包括计算机数字图像信号采集及处理、计算机图形学、多媒体技术、计算机网络以及仿真及测试系统技术、传感器技术、显示和网络技术计算机应用系统工程和高性能计算机网络系统及大规模并行与数据处理控制技术系统等多个现代新兴数字信息技术分支，是指一种诠释由高性能微型计算机进行仿真并生成数据的计算机高新技术的仿真与模拟计算机系统，从而极大程度地推进虚拟仿真研究技术多方位的发展。因此，虚拟现实概念在现代英语词汇中已发生重要变化，其中的虚拟概念具有一种错误的含义，表明现实世界或真实环境通常是完全虚拟化的，不属于真实生成，而是人造生成的，并且隐藏在了计算机系统内部。现实意味着完全真实，意味着是真实虚拟的世界或完全真实生成的虚拟环境。这两个虚词的正确组合应当是虚拟现实。这些翻译应当表明，虚拟现实应该是一种人造生成、计算机真实生成出来的，存在于计算机的内部真实的物理环境中。用户可以轻松地直接进入到这个真实环境当中，并与之交互，从而会产生一种自己置身虚拟真实的环境里面的那种不切实际的真实感觉。

(二)虚拟现实技术的本质特征

英文英文作家Grigore Burdea 和评论家Philippe Coiffet 在他们著名的作品续作《Virtual Reality Technology》一书序言中指出，虚拟现实产品具有下列三个重点且突出的技术特征：沉浸体感体验、交互性功能和可构想性能力[1]。

沉浸感，也有人称为沉浸存在，是当今虚拟现实发展的主要核心技术特征，指的是一个用户可通过使用交互式显示设备体验和体验自己使用的可感知显示系统显示在一个虚拟现实环境中效果逼真的程度。理想中的三维虚拟环境至少应该做到使用户感到难以真正区分真实错误与虚幻错误，以便让用户们可以能够全身心地参与到通过计算机软件生成的各种3D 的虚拟环境世界中。环境世界中存在的所有事物的内容都看起来比较真实，人们需要通过用眼睛、耳朵、手指等视觉器官操作，去实现这些感知。例如，助听器可以有效模拟人体自然呼吸的声音和冲击震动的声音，触觉设备可以直接让用户亲身体验。沉浸式的虚拟现实交互系统将是今后一种先进、理想、复杂易用的交互式虚拟现实系统[2]，它通过使用一个封闭式的视图显示器和音响系统，将计算结果反馈传送到计算机生成模型的愿景中，为用户提供沉浸感，完全参与和尽享其中。

交互控制是指用户可以在虚拟环境系统中设置被操纵对象的接触度，可以使用各种专门控制的信号输入设备和信息输出设备，或者通过模拟自然界中人类行为的观察模式，实时接收虚拟环境中人的信号反馈的控制。虚拟现实系统将以另一种更接近自然的操作模式强调人体实体与真实虚拟世界之间的交互，并能熟练地使用身体动作控制模拟身体结构等多种自然技能方法来模拟和操作真实虚拟世界环境中存在的人体对象。例如，用户将能够尝试用虚拟手直接触摸虚拟环境中持有的虚拟物体，这不仅可以直观地感觉到持有物体时的感觉，而且还可以清楚地感觉到物体本身的真实重量。在实际视觉系统中捕捉到的物体本身，也可以通过虚拟手的触摸动作立即移动。

二、主题性展览介绍

(一)主题性展览的发展

随着人类现代文明经济社会各项事业的全面快速发展并不断取得繁荣，人们群众长期以来对文物与艺术品的收藏心理和对收藏价值的追求趋势日益突出，各种珍稀展品随之层出不穷。据统计，目前为止，全球五大洲已经成功组织与举办的37 届大大小小的世界博览会活动中，主题性的展览已经有将近18 届。现在市面上比较广泛的商业展示应用的VR全息立体交互体验展厅，是利用了现代化网络多媒体技术，以包括文字、声音、图片、触摸等内容的立体全息3D 效果形式展现出来的作为一种知识文化的体验展示和历史文明的传承，利用国内现有较先进成熟的网络虚拟现实体验技术，可真正实现现代科技与人类古老思想文化的对话，实现旧历史文明与人类新社会未来的无缝互动连接，同时可使来这里参观与考察学习的外国观众可以从中切身感受到东西方的文化艺术之间的和谐关系源远流长、博大精深。丰富而多彩的视频播放解说，让观众在PC 端和手机端同样感受到数字VR 展厅的魅力。

(二)主题性展览的重要性

随着科学技术的发展和市场竞争的日益激烈，各行各业拓展业务的手段越来越多。促销手段、商业模式等都是这个时代的产物。展览产生的新商业模式为许多新行业带来了机遇。同样，作为吸引游客的重要手段，科技馆改造和丰富展览内容的重要手段，也是提高多个主题展览社会影响力、满足观众需求、增强经济活力的有效途径。据统计，近年来，一些地方科技馆根据自身的实际情况和特点，重点开展主题展览，取得了明显成效。主题展览在科普教育中的必要地位、社会效益和地位是不可或缺的。因此，只有不断顺应时代潮流，以质量和深度取胜，主题展厅才能充分调动自身的积极影响，让观众每次走进展厅都耳目一新，给他们带来新的收获和感受，甚至让观众对下一届展览有一些建议和期待。这样，科技馆的社会功能不仅被唤醒，而且展现出一种新的充满活力的氛围。只有这样，才能走上一条良性的可持续发展之路。

三、虚拟现实技术在主题性展览中的应用特点

(一)虚拟性

虚拟现实技术中最具显著价值的重要特点无疑是虚拟性。在当今新媒体时代，虚拟现实技术通过主题和展览来创建一个虚拟环境，使人与计算机之间的互动成为可能，使人们能够直接参与到游戏中，并且彼此产生交互，让其他参与者可以沉浸在自己设定下的虚拟的场景中。虚拟成像展示技术全面真实地还原出了真实展品的历史性，突破了我国传统的展览活动中实物展示手段的局限性，解决了传统展览中的空间、时间、材料、人力限制的问题。虚拟化的演示能够创造出来更多的场景化、情景化的展览演示形式，以取代传统展览的沉闷、扁平的叙事方式，使整个展览陈列更加完整立体，使现场参观者能够更加全面、直观、清楚地了解到展览活动的所有主题内容和活动内容。

(二)沉浸感

沉浸感是指让人们能专注于了解当前的目标情况，并得到快乐和满足，因此，忘记了现实世界。沉浸感通常指涉及另一个人情绪的各种感官经验和心理认知和体验，这实际上是感受强烈刺激并产生积极反应或者产生消极的情绪体验的一个过程。虚拟技术增强了每位参与者在展览和现场活动的真实的感受，使他们从中能够真正获得各种的感官刺激体验，包括了听觉、视觉、触觉和嗅觉。这种如同身临其境的沉浸感让众多参观者能够享受乐趣，在娱乐过程中得到充分满足。

(三)互动性

在新媒体时代下的专题展场上，设计公司和企业投资者越来越注重人性化的设计，越来越注重独特的思想情感表达和与参会者的交流、互动与体验。虚拟现实等技术手段的普遍应用使现场参与者能够在参观展览的过程中，直接被置于同一个虚拟场景中，并最终在现实人设与虚拟场景之间创造更为直接有效的互动体验。虚拟现实互动技术不仅可以为用户提供各种个性化设计的体验虚拟现实的互动方式，参与者还可以随意根据自己喜欢的行为去参与各种展览和活动内容，并实现观众之间的互动。

(四)创造性

借助虚拟现实等技术，主题展览能使其表现更加自由和个性化，创造了抽象的概念。在这种虚拟展览环境设计中，一些制作展览零件的专业设计师可以提供出来许多的可能性，参与者可以随时随地通过自己更喜欢的角度和其他各种创意想法而自由选择自己如何来参与这场展览制作过程，最终的展示效果完全取决于各个参与者的创造力和想象力。虚拟现实技术的创造性运用为主题展览活动带来了更多新的可能性。

四、虚拟现实技术的应用

(一)在文物古迹与文化遗产保护开发中的应用

虚拟现实技术是在古典文化保护修复工程和历史纪念碑设计开发研究方面的重要的现实应用，可以直接用来跟踪预测虚拟历史环境中的历史修复进程和人类发展进步活动，通过各种虚拟环境实验，以获得系统、及时、科学的结果反馈，最终总结提炼出一个最佳的解决方案。此外，利用虚拟现实技术也可以实时为普通观众展示历史文物和历史纪念碑的恢复和外观，并能够深入实地实现虚拟历史游览。例如，敦煌莫高窟壁画如梦似幻，虚拟莫高窟的展览可以让观众听到中国几千年文明史的神奇古韵，欣赏飞天之彩舞，近距离接触飞天壁画那生动美丽的艺术细节[3]。虚拟数字展示技术在为现场观众提供一种真实的体验模式的同时，也有助于加强文物古迹数据的科学保护，减少现场游客中不文明行为的发生，缓解现实中的旅游资源压力，而且数据信息和古代文化文物遗址的文物信息可以通过数字方式来真正地实现信息资源的科学共享使用和保存。

增强虚拟现实技术是指一种可实时计算图像中的物体位置范围和倾斜角度并可添加到该物体图像、视频和3D 模型当中的新技术。这项新技术的商业目标是通过在手机屏幕上重新设置另一个虚拟世界，并能够与之产生交互。虚拟现实技术的出现打破了这一传统界限。虚拟现实等技术在数字博物馆项目中广泛开展应用，不仅可为体验者带来一种身临其境、强烈逼真的沉浸体验感，更将让博物馆文化遗产保护焕发出蓬勃的强大生命力，真正做到让文化遗产“活”起来，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。借助科技的力量，相信博物馆会越来越大放异彩。

(二)在展览空间中的应用

展览空间中的虚拟现实技术和其它三维互动虚拟的展览空间相比，形式表达上要更显逼真而有趣，可以全方位满足广大参观者的多种感官体验需求，多重感官刺激的体验感可以使广大观众产生更丰富、深刻、立体的艺术印象，达到了在三维展示的设计流程中有效传递展示信息效果的目的。展厅内将首次公开播放中国海底三维影像，将在世界海洋博物馆开幕的序幕暨演出过程中首次现场播放，能够再次带领亿万中国大陆观众一起重新走进中国海洋文明史。当视频镜头中的第一艘中国籍商船沉入茫茫的大海时，展厅门前一座巨大的海底噪音展示墙就将缓缓打开，随着整个故事剧情线条的层层推进发展，观众会被镜头引导并深入参观到那个充满着海底噪音的实体展厅。

例如，伦敦博物馆和“创造现代世界”(make modern world)开发了另一个名为增强虚拟现实(augmented virtual reality)的应用程序，以协助展览。电视台使用主持人作为虚拟评论员，模拟和解释整个展览区和相关展品的环境，并在参观期间接待游客。你会在博物馆的地板上找到一个特殊的标记来打开申请。悉尼电力博物馆和伦敦博物馆的游客还可以看到不同时期的老城区景观的堆叠照片，这些照片可以直接在智能手机或者电视显示屏上显示，并展示在同一历史遗址上。此外，还可以实现记录当前历史的社会现实图像与历史绘画形式与增强环境写实性的特点相结合，让用户能够充分记住一段时间的历史，从而面对人类当前生活和历史事件以及整个人类思想可能发生的深刻的社会变化。

(三)商业产品展示中的应用

商业产品展示活动的一个主要目的在于可以直接通过对虚拟实物产品的直观形象展示，直接收集用户信息数据，并通过良好的产品互动体验来有效刺激产品消费。虚拟现实显示器突破了传统的平面展示的功能局限，解决了传统产品中缺乏真实感的问题。例如，奥迪使用Oculus Rift 设备可为客户提供虚拟的购车体验，客户也可以通过模拟自己坐在车里行驶的真实行车场景，可以控制方向盘以使其停止工作，来自车辆细节处的声音反馈效果也都非常真实，客户可以享受更加身临其境的体验。虚拟现实技术的应用针对无法试驾的客户，满足客户个性化购车服务，推动其消费成功，为客户提供激动人心的驾驶体验。

五、结语

随着虚拟现实技术的出现，展览中的设计艺术正在朝着一种更加符合人性化设计的方向快速发展，让人们得以更好地欣赏与享受展览艺术。在当今新媒体技术良好发展的环境中，设计师需要充分利用虚拟现实等技术工具，来实现好的想法，创造伟大的作品。